CPU と GPU の違いは?

CPU と GPU は、電子計算機システムの 2 つの重要なデバイスですが、両者の機能は互いにまったく異なります。 CPU (中央処理装置) アルゴリズム、演算、論理、制御、入力、出力などの操作に従って、プログラムによって与えられた命令を実行するために使用されるマイクロプロセッサ。ただし、その一方で、GPU (グラフィックス プロセッシング ユニット) コンピュータ画面に画像をレンダリングするために使用される内部デバイスです。 CPU の基盤は低レイテンシーを中心に展開しますが、GPU は全体を通して高いパフォーマンスを提供する必要があります。

これらの用語はどちらも互いに異なりますが、コンピューター デバイスを適切に実行するためには、同じように重要です。そのため、新しいコンピュータ システムの購入を計画している場合は、基本的なCPU と GPU の違いを理解する必要があります。

CPU(中央処理装置)とは?

CPU または 中央処理装置 電子的に組み込まれたユニットの頭脳です。これは、ALU と CU という 2 つの機能ユニットで構成されています。

算術論理ユニット コントロール ユニットは一時データの保存と数学計算の実行に使用されます。 シーケンスと分岐のタスクを実行するために使用されます。

CPU を開発した最初の会社は、最初の 4 ビット CPU である 4004 チップと名付けられた Intel です。その後、彼らはより普及した x86 アーキテクチャで設計し、後に ARM は Acorn Computers 製の 32 ビット マイクロプロセッサを開発しました。

CPUは、メモリや入出力ユニットなど、システムの他の部分とやり取りする必要があるため、コンピューターシステムの頭脳として機能します。メモリから受け取った情報を実行するのは、CPU の役割です。コントロール ユニットは、システムの機能を維持するために、入出力ユニットとやり取りする必要があります。

システムバスの助けを借りて、データ、ステータス信号、および割り込みを受信しながら、アドレス、データ、および制御信号を生成します。システムバスは、データバス、アドレスバス、コントロールバスなど、さまざまなバスの集合体です。 CPU は高速キャッシュにより多くのハードウェア ユニットを割り当てますが、GPU とはまったく異なり、計算能力は低くなります。

CPU の機能:

• フェッチ命令
• 説明を解釈する
• データ全体を取得
• データの書き込み
• 情報の流れのタイミングを制御する
• データの保存を管理する
• コンピューターのすべてのコンポーネントにコマンドを与える
• すべての計算を実行します

GPU(グラフィックス プロセッシング ユニット)/グラフィックス カードとは?

GPU または グラフィック処理ユニット とも呼ばれます 画面にグラフィックを表示するために使用される特別なプロセッサです。ほとんどの場合、システム全体で RAM を共有するために CPU に組み込まれます。GPU は、コンピューター システムの他の部分と同様に、CPU によって調整されます。ハイエンドのグラフィックディスプレイを体験するために必要です。控えめに動作する GPU ユニットには、ビデオの表示に使用される VRAM と呼ばれる RAM があります。

グラフィックス ユニットは、1980 年に Intel と IBM によって最初に導入されました。GPU は、以前は、領域の塗りつぶし、単純な画像の変更、形状の描画などの非常に基本的な機能を実行するために使用されていました。しかし、最新の GPU テクノロジは非常に発展しており、今日では GPU は CPU を必要とせずに研究と分析を実行できます。 GPU は現在、CPU と並行して動作しています。 GPU では、キャッシュの一貫性が存在しない場合、複数の処理ユニットが一緒に取り除かれます。ここ数年で GPU テクノロジが大幅に改善され、表示方法が刷新されたと言っても過言ではありません。

GPU の機能:

• 3D に関連する計算を行う
• 表示機能に特化
• コンピューターの画面に画像、動画、アニメーションを表示する
• GPU は浮動小数点演算を実行するように設計されています

GPU とグラフィックス カードは同じですか?

はい、いいえ、一方が他方なしでは機能しません。グラフィックス カードは、グラフィックス プロセッシング ユニット上のチップであり、両方が相互に動作できるようにします。 GPU は 1 ユニットとして購入されるため、GPU を「グラフィックス カード」と呼ぶのが非常に一般的です。これは用語に関しては技術的に正しくありませんが、グラフィックス カードのない最新の GPU は決して見られないため、その理由は簡単にわかります。 .

CPU と GPU の主な違い

中央処理装置はコンピュータの平均的な機能ユニットであり、グラフィックス処理装置はコンピュータの表示装置です。これらのユニットは両方とも互いに完全に異なりますが、それでも、それらの機能の一部は互いに干渉しています.では、両方をより適切に結論付けるために、主な違いを調べてみましょう –

CPU と GPU のアーキテクチャの違い

アーキテクチャの意味では、CPU は、多数のキャッシュ メモリと、一度にいくつかのソフトウェア スレッドを処理できる 1 つの巨大な制御モジュールを備えた汎用処理用のいくつかの巨大な算術論理演算ユニット (ALU) コアで構成されています。 CPU はクロックが非常に高いため、シリアル操作に最適化されています。一方、GPU には多数の小さな ALU、小さな制御モジュール、および小さなキャッシュがあります。 GPU は並列操作用に最適化されています。

• GPU 計算ユニットは、最新のスーパースカラー CPU コアよりもはるかにシンプルです
• GPU 計算ユニットは分岐予測を行いません
• すべての GPU コアは同じ命令を同時に実行しますが、異なるデータ (SIMD) を操作します
• 大規模なキャッシュ、分岐予測、高速クロックを備えた CPU コア

結論

電子機器でCPUが重要なのか、GPUが重要なのか知りたい場合。となると、CPUとGPUのどちらが優れているとは一概には言えません。それは、両方のユニットの存在が相互に依存しているからです。 CPU がなければ、GPU はグラフィックスを表示できません。また、CPU がなければ、GPU はグラフィックスを生成するタイミングを指示できません。つまり、どちらもコンピューター システムの重要な部分であり、一緒に最高の結果を生み出すため、誰の品質についても妥協することはできません。

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